(57)【要約】本開示は、概して、注射器目盛りマークを測定するための視覚システムの使用に関する。視覚システムは、ピッチを測定するために、画像データの周波数ドメイン表現を利用してもよい。さらに、補間、窓化、および／または較正等のデータ処理技法が、測定に関連して利用されてもよい。そして、目盛付きマークのピッチは、注射器上の目盛付きマークに基づいて、かつそれに従って、注射器が充填されるように、注射器の自動充填に関連して使用されてもよい。
2019502118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための視覚システムであって、
その全体を通して光学センサが画像データを生成するように動作可能である視野を有する光学センサと、
注射器本体上の複数の目盛付きマークが前記光学センサの前記視野内に配置可能であるように、前記光学センサに対する撮像位置で事前判定された軸上に注射器の注射器本体を位置付けるために前記注射器と係合可能な固定具であって、前記画像データは、前記目盛付きマークのうちの各所与のものが前記注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応する測定領域データを備える、固定具と、
前記注射器に対応する前記測定領域データを処理し、前記測定領域データを、前記注射器の前記測定領域データの基本周波数を示す前記注射器の前記測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成される、前記視覚システムのプロセッサ上で実行される処理モジュールであって、前記処理モジュールは、前記注射器の前記測定領域データの前記基本周波数と前記注射器本体上の前記目盛付きマークの前記ピッチとの間の既知の対応に基づいて、前記注射器本体上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチを判定するように構成される、処理モジュールと、
を備える、視覚システム。
【請求項２】
前記処理モジュールは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して、前記測定領域データを前記周波数ドメインに変換するように構成され、前記システムはさらに、
前記周波数ドメイン内の複数の周波数ドメインデータ点を使用して前記基本周波数を補間するように構成される前記視覚システムのプロセッサ上で実行される補間モジュールを備える、
請求項１に記載の視覚システム。
【請求項３】
前記複数の周波数ドメインデータ点は、最大振幅周波数データ点と、前記最大振幅周波数データ点よりも高い周波数の第１の隣接データ点と、前記最大振幅周波数データ点よりも低い周波数の第２の隣接データ点とを備える、請求項２に記載の視覚システム。
【請求項４】
前記補間モジュールは、放物線補間関数を前記複数の周波数ドメインデータ点に適用し、前記基本周波数に対応する前記放物線補間関数の最大値について解くように構成される、請求項３に記載の視覚システム。
【請求項５】
窓関数を前記測定領域データに適用し、前記測定領域データを前記周波数ドメインに変換するために使用される窓化測定領域データを生成するように構成される、前記視覚システムのプロセッサ上で実行される窓化モジュールをさらに備え、前記窓関数は、前記測定領域データの前記基本周波数に顕著に影響を及ぼさず、前記窓化測定領域データの漏出歪曲を低減させる、請求項１に記載の視覚システム。
【請求項６】
第１の既知の較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する第１の較正パターンであって、前記第１の較正パターンは、前記測定領域データが、前記較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応するように、前記光学センサに対する前記撮像位置に配置可能である、第１の較正パターンと、
前記第１の較正パターンの前記測定領域データを処理し、前記測定領域データを、前記第１の既知の較正ピッチに対応する前記第１の較正パターンの前記測定領域データの第１の較正周波数を示す、前記第１の較正パターンの前記測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成される、前記視覚システムのプロセッサ上で実行される較正モジュールと、
をさらに備え、
前記処理モジュールは、前記注射器の前記測定領域データの前記基本周波数、前記第１の既知の較正ピッチ、および前記第１の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、前記注射器上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチを判定するように構成される、
請求項１に記載の視覚システム。
【請求項７】
第２の既知の較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する第２の較正パターンであって、前記第２の較正パターンは、前記測定領域データが、前記較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応するように、前記光学センサに対する前記撮像位置に配置可能である、第２の較正パターン
をさらに備え、
前記較正モジュールは、前記第２の較正パターンの前記測定領域データを処理し、前記測定領域データを、前記第２の既知の較正ピッチに対応する前記第２の較正パターンの前記測定領域データの第２の較正周波数を示す前記第２の較正パターンの前記測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成され、
前記処理モジュールは、前記注射器の前記測定領域データの前記基本周波数、前記第１の既知の較正ピッチ、前記第２の既知の較正ピッチ、前記第１の較正周波数、および前記第２の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、前記注射器上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチを判定するように構成される、
請求項６に記載の視覚システム。
【請求項８】
前記第１の較正ピッチおよび前記第２の較正ピッチは、共通較正ピッチを備える、請求項７に記載の視覚システム。
【請求項９】
前記第１の較正パターンは、前記光学センサからの第１の距離であり、前記第２の較正パターンは、前記光学センサからの第２の距離であり、前記注射器上の前記複数の目盛付きマークは、前記光学センサからの第３の距離である、請求項８に記載の視覚システム。
【請求項１０】
前記処理モジュールは、前記注射器の前記測定領域データの前記基本周波数、前記共通較正ピッチ、前記第１の較正周波数、前記第２の較正周波数、前記第１の距離、および前記第２の距離に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、前記注射器上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチを判定するように構成される、請求項９に記載の視覚システム。
【請求項１１】
前記固定具はさらに、
注射器握持装置を備え、前記注射器握持装置は、
対応する複数の円周方向にオフセットした場所で、前記事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器に係合するように配置される、複数の握持部材であって、前記複数の握持部材のそれぞれは、ローラの縦軸を中心とした回転のために対応するローラを備え、前記複数の握持部材の前記ローラの前記縦軸は、前記ローラが前記事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器と係合されるときに、相互におよび前記事前判定された軸と平行に配置される、複数の握持部材と、
前記複数の握持部材の前記ローラのうちの少なくとも１つの駆動された回転のためのアクチュエータであって、前記駆動された回転に応じて、前記ローラが、前記事前判定された軸を中心として、前記事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体を、前記事前判定された軸に対する複数の回転配向に回転させるように、前記事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体と係合されるときに、前記ローラのそれぞれが、同時回転する、アクチュエータと、
前記アクチュエータの制御のために構成される前記視覚システムのプロセッサ上で実行される制御モジュールと、
を備え、
前記制御モジュールは、前記光学センサが、前記事前判定された軸を中心とした前記注射器の異なる個別の回転配向にそれぞれ対応する測定領域データの複数のフレームを捕捉するように、前記アクチュエータを制御し、前記事前判定された軸を中心として前記注射器本体を回転させるように構成され、
前記処理モジュールは、前記測定領域の複数のフレームの前記測定領域データの前記基本周波数の振幅を判定するように構成され、かつ前記測定領域データの複数のフレーム内の前記測定領域データの前記基本周波数の前記振幅が事前判定された振幅閾値を超えるときを判定するように構成され、
前記処理モジュールは、前記複数のフレーム内の前記測定領域データの前記基本周波数が前記事前判定された振幅閾値を超えるときに、前記事前判定された軸を中心とした前記注射器の回転を中止するように前記制御モジュールと動作可能に通信する、
請求項１に記載の視覚システム。
【請求項１２】
前記制御モジュールは、測定領域データの個別の連続フレームの前記基本周波数が、前記測定領域データの複数のフレームのうちの２つの連続フレームの間の事前判定された値を上回って異ならないときに、前記事前判定された軸を中心とした前記注射器の回転を中止する、請求項１１に記載の視覚システム。
【請求項１３】
前記制御モジュールは、前記注射器本体の直径に基づいて、前記事前判定された軸を中心とした前記注射器の前記回転の速度を制御するように構成される、請求項１１に記載の視覚システム。
【請求項１４】
基本周波数は、前記目盛付きマークのうちの各所与のものが前記注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する複数のピクセル行の平均として判定される、請求項１に記載の視覚システム。
【請求項１５】
前記測定領域データは、平均ピクセル行を備え、前記平均ピクセル行の中の各ピクセルは、前記目盛付きマークのうちの各所与のものが前記注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する複数のピクセル行に対応する、前記測定領域データの対応するピクセル列の中の前記画像データの平均を備え、前記平均ピクセル行の単一の周波数ドメイン表現は、前記基本周波数を判定するように生成される、請求項１４に記載の視覚システム。
【請求項１６】
前記注射器本体上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチおよび前記注射器本体の直径に基づいて、１つの目盛付きマークあたりの前記注射器の計算された体積を判定するように構成される、前記視覚システムのプロセッサ上で実行される体積判定モジュールをさらに備える、請求項１に記載の視覚システム。
【請求項１７】
前記体積判定モジュールは、１つの目盛付きマークあたりの前記注射器の前記計算された体積を複数の標準体積と比較し、前記計算された体積が対応する標準体積を判定するように構成される、請求項１６に記載の視覚システム。
【請求項１８】
前記体積判定モジュールは、前記注射器本体上の前記複数の目盛付きマークの前記ピッチで乗算された、前記標準体積で除算された要求充填体積に基づいて、前記注射器の注射器プランジャの直線進行のための充填距離を判定するように構成される、請求項１７に記載の視覚システム。
【請求項１９】
前記体積判定モジュールは、前記充填距離が注射器の長さを超えるかどうかを判定するように、前記充填距離を前記注射器の長さと比較することによって、充填チェックするように構成される、請求項１８に記載の視覚システム。
【請求項２０】
前記測定領域データは、前記視野の画像中心から前記事前判定された軸に沿ってオフセットされた測定領域に対応する、請求項１に記載の視覚システム。
【請求項２１】
注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための方法であって、
複数の目盛付きマークを伴う注射器本体を有する注射器に係合するステップであって、前記注射器は、光学センサに対する撮像位置で事前判定された軸に沿って係合される、ステップと、
前記光学センサの視野の測定領域に対応する画像データを捕捉し、前記測定領域に対応する測定領域データを生成するステップであって、前記測定領域データは、前記目盛付きマークのうちの各所与のものが前記注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する、少なくとも１つのピクセル行に対応する、ステップと、
フーリエ変換を前記測定領域データに適用することによって、前記測定領域データの周波数ドメイン表現を生成するステップと、
前記測定領域データの基本周波数を判定するステップと、
前記注射器の前記測定領域データの前記基本周波数と前記注射器本体上の前記目盛付きマークの前記ピッチとの間の既知の対応に基づいて、前記複数の目盛付きマークのピッチを計算するステップと、
を含む、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国仮特許出願第６２／２７２，７８９号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ  ＯＦ  ＳＹＲＩＮＧＥ  ＧＲＡＤＵＡＴＩＯＮ  ＭＡＲＫＳ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＶＩＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ”に対する優先権を主張するものであり、これは、その全体が参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国仮特許出願第６２／２７２，７８６号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＳＹＲＩＮＧＥ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国仮特許出願第６２／２７２，７９４号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ  ＳＩＮＧＬＥ  ＰＬＡＴＥ  ＢＵＢＢＬＥ  ＤＥＴＥＣＴＯＲ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国特許出願第１４／９８４，０２２号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＳＯＵＲＣＥ  ＦＬＵＩＤ  ＩＮＬＥＴ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＦＯＲ  ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ  ＦＩＬＬＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国仮特許出願第６２／２７２，７９８号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＳＹＲＩＮＧＥ  ＧＲＩＰＰＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国特許出願第１４／９８４，２８５号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＳＹＲＩＮＧＥ  ＰＬＵＮＧＥＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国特許出願第１５／３６０，３６５号、出願日２０１６年１１月２３日、発明の名称”ＬＡＢＥＬ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＳＹＲＩＮＧＥ  ＬＡＢＥＬＩＮＧ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国仮特許出願第  ６２／２７２，８１６号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＩＮＬＥＴ  ＴＵＢＥ  ＳＥＴ  ＦＯＲ  ＳＯＵＲＣＥ  ＩＮＧＲＥＤＩＥＮＴ  ＤＥＬＩＶＥＲＹ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国特許出願第１４／９８４，９１３号、出願日２０１５年１２月３０日、発明の名称”ＴＩＰ  ＣＡＰ  ＦＯＲ  ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＳＹＲＩＮＧＥ  ＦＩＬＬＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。本願は、共有に係る米国特許出願第１５／１７９，６４３号、出願日２０１６年６月１０日、発明の名称”ＴＡＭＰＥＲ  ＥＶＩＤＥＮＴ  ＳＹＲＩＮＧＥ  ＴＩＰ  ＣＡＰ”に関連しており、これは、参照により本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００２】
注射器の使用は、医療ケアにおいて普及している。薬物、治療、薬剤、もしくは他の物質は、注射器を使用して、患者に投与されてもよい、および／または患者のために調製されてもよい。この点に関して、殆どの注射器は、注射器に引き込まれる流体の体積の測定を支援する目盛りマークを含む。
【０００３】
注射器の普及を考慮すると、薬局は、多くの場合、医療ケアの提供で使用するための多数の注射器を調製する。薬局技術者または内科治療の調製の任務を負う他の個人は、多くの場合、注射器を使用する。注射器は、（例えば、注射器内容物を別のレセプタクルに注入することに先立った中間物として）調製中に使用されてもよい、または物質が引き込まれる投与レセプタクルとして使用されてもよい。任意の点に関して、薬局は、医療ケアの投与に使用するための大量の注射器を生産してもよい。
【０００４】
このように、注射器充填の自動化を可能にする自動注射器充填器を含む、以前のアプローチが提案されている。これらのアプローチは、注射器を充填するために使用される具体的アプローチにおいて多種多様となっている。自動注射器充填へのこれらの提案されたアプローチは、多くの場合、注射器に引き込まれる流体の量を判定するように、体積または重量分析に依拠する。また、そのような自動アプローチは、多くの場合、自動充填器内の取扱、充填、または他の処理のための所定の注射器特性を要求している。この点に関して、注射器充填器の適用可能性は、限定され得る。例えば、自動注射器充填への以前のアプローチは、所与のサイズ、タイプ、または所与の提供者によって製造される注射器のみが、充填器で使用され得るように、所与の充填器とともに使用され得る注射器の性質に関して限定され得る。故に、自動注射器充填は、注射器の手動調製に対する利点（例えば、増加した効率、より高いスループット、さらなる正確度等）を提供し得るが、そのようなデバイスは、それらの有用性を阻害する制限を有し続ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、概して、注射器目盛りマークを測定するための視覚システムの使用に関する。具体的には、本開示は、サイズ、タイプ、製造業者、構成、または他の特性に関して異なり得る、種々の異なる注射器に関連する視覚システムの使用を促進する。すなわち、視覚システムは、所与の注射器のための目盛りマークのピッチの正確な測定を返すように、任意の数の異なる注射器に適合可能であり得る。本測定は、目盛付きマークが測定される注射器の充填と併せて使用されてもよいが、その必要はない。例えば、本明細書に説明される視覚システムは、例えば、注射器製造または同等物における品質保証目的のため等に注射器目盛りマークの測定が所望される、他の状況で使用されてもよい。
【０００６】
この点に関して、本明細書に説明される視覚システムは、自動注射器充填器を使用して充填される注射器の目盛りマークのピッチの判定を支援するように、注射器充填器（例えば、自動注射器充填器）と併せて使用するために特に適し得る。体積または重量計算を使用して注射器の充填体積を判定する以前のアプローチと対照的に、充填される所与の注射器の目盛りマークのピッチを判定するための本明細書に説明されるような視覚システムの使用は、注射器に引き込まれる流体の体積または重量に基づくのではなく、目盛りマークに基づいて、かつそれに従って、注射器が充填されることを可能にし得る。
【０００７】
これは、いくつかの点で有益であり得る。例えば、体積および重量アプローチは、注射器の充填に関連して高い正確度を提供し得るが、充填の正確度は、注射器を取り扱う人間によって視覚的に判定可能ではない場合がある。理解され得るように、注射器の製造と関連付けられる公差は、注射器本体上の目盛付きマークの変動をもたらし得る。すなわち、体積または重量技法を使用して注射器を充填するとき、注射器プランジャが、注射器に引き込まれる流体の量を反映する、注射器上に提供される対応する目盛付きマークと精密に整合しない場合があるため、結果として生じる注射器は、依然として不適切に充填されていると考えられ得る。故に、注射器を取り扱うユーザ（例えば、看護師、医師、または注射器の内容物を投与する他のユーザ）は、注射器上に提供される目盛付きマークに対する相違を考慮して、注射器が不適切に充填されると見なし得る。多くの場合、そのような相違は、目盛付きマークに対する注射器の内容物の相違のみに基づいて、ユーザが不適切に充填されているものとして注射器を破棄し得るため、無駄につながる。
【０００８】
しかしながら、注射器上の目盛付きマーキングのピッチを判定するために、本明細書で考慮されるような視覚システムを利用することによって、自動注射器充填器が、充填される所与の注射器上に提供される特定の目盛付きマーキングに基づいて、注射器を充填するために使用されてもよい。この点に関して、注射器は、注射器のための所与の目盛付きマークに従って正確に充填されてもよく、そして、後に注射器を取り扱う人間のユーザは、目盛付きマークを視認することによって、注射器内の液体の量を検証することが可能であり得る。視覚システムの使用は、注射器が、自動的に目盛付きマークに基づいて、かつそれに従って充填されることを可能にし得る。そして、各注射器は、人間が検証可能な様式で充填されてもよい。これは、目盛付きマークのピッチを測定するために視覚システムを使用して充填される注射器が、人間のユーザによって不正確に充填されると判断されない場合があるため、無駄を低減させ得る。
【０００９】
本明細書に説明される視覚システムは、限定ではないが、上記で説明されるものを超える他の状況で使用されてもよい。すなわち、本明細書に説明される概念は、任意の着目オブジェクト上の任意の規則的パターンのピッチを判定するために使用されてもよい。しかしながら、注射器本体上に提供される目盛付きマークのピッチを測定するための視覚システムの使用を伴う、具体的実施例が本明細書に説明される。この点に関して、視覚システムは、隣接する目盛付きマークの間の距離を判定するために使用されてもよい。注射器の既知のまたは測定された直径と組み合わせて、目盛付きマーク毎の体積が判定されてもよい。したがって、自動注射器充填器は、注射器を充填する際に、目盛付きマーク毎の体積と組み合わせて注射器の既知のピッチを使用してもよい。そして、注射器は、注射器内の液体の体積が注射器の目盛付きマークに対応するように、所与の注射器のための視覚システムによって測定される目盛付きマークに基づいて、充填されてもよい。本明細書に説明されるシステムは、注射器充填器（例えば、自動注射器充填器）と併せて使用されてもよいが、これはまた、（例えば、ピッチの測定が所望される他の状況に関して）測定されるような目盛付きマークのピッチに関連する情報を単純に出力する、独立型測定システムとして提供されてもよい。
【００１０】
故に、第１の側面は、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための視覚システムを含む。本システムは、その全体を通して光学センサが画像データ（例えば、デジタル画像データ）を生成するように動作する視野を有する、光学センサを含む。本システムはまた、光学センサに対する撮像位置で事前判定された軸上に注射器の注射器本体を位置付けるように注射器と係合可能な固定具を含む。故に、注射器本体上の複数の目盛付きマークは、光学センサの視野内に配置可能である。画像データは、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する、少なくとも１つのピクセル行に対応する、測定領域データを備える。本システムはまた、注射器に対応する測定領域データを処理し、（例えば、フーリエ変換または同等物を使用して）測定領域データを注射器の測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される処理モジュールも含む。測定領域データの周波数ドメイン表現は、注射器の測定領域データの基本周波数を示す。そして、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数と注射器本体上の目盛付きマークのピッチとの間の既知の対応（例えば、数学的関係）に基づいて、注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成される。
【００１１】
いくつかの特徴精緻化および付加的特徴が、第１の側面に適用可能である。これらの特徴精緻化および付加的特徴は、個別に、または任意の組み合わせで使用されてもよい。したがって、議論されるであろう以下の特徴はそれぞれ、第１の側面の任意の他の特徴または特徴の組み合わせとともに使用されてもよいが、そのように要求されない。
【００１２】
例えば、実施形態では、処理モジュールは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して、測定領域データを周波数ドメインに変換するように構成されてもよい。ＤＦＴは、比較的低い処理リソースを用いた測定領域データの周波数ドメイン表現の効率的な処理を提供し得る。しかしながら、（例えば、ピッチ測定に使用される限定された測定領域を表す）限定された長さのソース信号上のＤＦＴの使用は、周波数ドメイン内のデータの分解能を限定する。具体的には、ＤＦＴの分解能は、サンプルデータの単位（例えば、本明細書に説明される実施例ではピクセル）で表されるソース信号の長さに反比例する。そして、本システムはまた、周波数ドメイン内の複数の周波数ドメインデータ点上の結果として生じるＤＦＴの補間を使用して、周波数ドメイン内のデータセットの基本周波数を判定するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される補間モジュールを含んでもよい。具体的には、複数の周波数ドメインデータ点は、最大振幅周波数データ点と、最大振幅周波数データ点よりも高い周波数の第１の隣接データ点と、最大振幅周波数データ点よりも低い周波数の第２の隣接データ点とを含んでもよい。補間モジュールは、放物線補間関数を複数の周波数ドメインデータ点に適用し、基本周波数に対応する放物線補間関数の最大値について解くように構成されてもよい。しかしながら、他の補間または曲線適合技法が、ＤＦＴデータ点の限定された分解能に照らして基本周波数に対応する最大値を補間するように、周波数ドメインデータ点に適用されてもよい。
【００１３】
また、ＤＦＴの使用は、分析に使用される領域内のソース信号の開始および終了値のランダム性と関連付けられる具体的漏出歪曲をもたらし得る。そして、実施形態では、視覚システムは、測定領域データの結果として生じる周波数ドメイン表現から漏出歪曲を低減または排除し得る、窓化測定領域データを生成するように、窓化モジュールを含んでもよい。
【００１４】
具体的には、視覚システムのプロセッサ上で実行される窓化モジュールは、窓関数を測定領域データに適用し、測定領域データを周波数ドメインに変換するために使用される窓化測定領域データを生成するように構成されてもよい。窓関数は、ソースデータセットの開始および終了値が相互に等しくなるように、ソースデータを変換してもよい。故に、サンプリングされたデータセットの離散開始および終了に関する異常が、低減または排除される。この点に関して、正しく選択された窓関数は、測定領域データの基本周波数に顕著に影響を及ぼさない場合があり、窓化測定領域データの漏出歪曲の低減または排除をもたらし得る。
【００１５】
さらに依然として、レンズ不完全性および光学センサに対して測定される注射器の可変幾何学形状に起因する光学的歪曲を低減または排除するように、視覚システムを較正することが有利であり得る。具体的には、光学センサは、高度光学系または集束機構もしくは同等物が欠けている、比較的安価な低い複雑性のセンサであってもよい。また、種々の注射器何学形状は、光学センサと測定されるオブジェクトとの間の距離の変化をもたらし得る。したがって、センサ上の画像のスケールは、これらの種々の注射器幾何学形状について異なり得る。そして、較正は、視覚システムからそのような幾何学的または他の光学的歪曲の測定結果への影響を低減または排除するために、信号処理技法を使用してもよい。さらに、実施形態では、測定領域データは、視野の画像中心から事前判定された軸に沿ってオフセットされた測定領域に対応する。これは、視野の中心の近傍のグレアまたは他の光学的歪曲の影響を低減させ得る。
【００１６】
視覚システムの較正に関して、視覚システムの実施形態は、第１の既知の（例えば、記憶された）較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する、第１の較正パターンを含んでもよい。第１の較正パターンは、測定領域データが、較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する、少なくとも１つのピクセル行に対応するように、光学センサに対する撮像位置に配置可能であり得る。例えば、較正パターンは、撮像位置に手動で設置されてもよい、または視覚システムの可動構成要素（例えば、固定具）を使用して自動的に定位置まで移動されてもよい。視覚システムはまた、第１の較正パターンの測定領域データを処理し、測定領域データを、第１の既知の較正ピッチに対応する第１の較正パターンの測定領域データの第１の較正周波数を示す、第１の較正パターンの測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成され得る、視覚システムのプロセッサ上で実行される較正モジュールを含んでもよい。そして、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、第１の既知の較正ピッチ、および第１の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成されてもよい。
【００１７】
別の実施形態では、視覚システムは、第２の既知の較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する、第２の較正パターンを含んでもよい。第２の較正パターンは、測定領域データが、較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する、少なくとも１つのピクセル行に対応するように、光学センサに対する撮像位置に配置可能であり得る。例えば、第２の較正パターンは、手動で、または自動的に、撮像位置まで移動されてもよい。実施形態では、第１の較正パターンおよび第２の較正パターンは、両方の較正パターンを持ち、撮像位置にいずれかの較正パターンを設置するように移動可能である、共通較正ブロック上に提供されてもよい。較正モジュールは、第２の較正パターンの測定領域データを処理し、測定領域データを、第２の既知の較正ピッチに対応する第２の較正パターンの測定領域データの第２の較正周波数を示す、第２の較正パターンの測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成されてもよい。そして、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、第１の既知の較正ピッチ、第２の既知の較正ピッチ、第１の較正周波数、および第２の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成されてもよい。視覚システムの実施形態では、第１の較正ピッチおよび第２の較正ピッチは、共通較正ピッチであってもよい。
【００１８】
さらに、較正パターンは、光学センサに対する変動する注射器の目盛付きマークの全ての可能性として考えられる位置について本システムを較正するように、光学センサから異なる距離に配置されてもよい。したがって、第１の較正パターンは、光学センサからの第１の距離であってもよく、第２の較正パターンは、光学センサからの第２の距離であってもよく、注射器上の複数の目盛付きマークは、光学センサからの第１の距離と第２の距離との間の第３の距離であってもよい。故に、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、共通較正ピッチ、第１の較正周波数、第２の較正周波数、第１の距離、および第２の距離に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成されてもよい。
【００１９】
実施形態では、視覚システムは、視覚システムが本明細書に説明される様式で目盛付きマークのピッチを測定し得るように、注射器上の目盛付きマークが視野内にあるときを判定するように動作し得る。そして、視覚システムはまた、目盛付きマークが測定領域内に出現するように、注射器が適切に配向されるときを判定するために、事前判定された軸を中心とした注射器の回転配向を変化させる能力を有してもよい。具体的には、実施形態では、固定具は、複数の握持部材を含む、注射器握持装置を含む。握持部材は、対応する複数の円周方向にオフセットした場所で、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器に係合するように配置されてもよい。複数の握持部材はそれぞれ、ローラの縦軸を中心とした回転のために対応するローラを含んでもよい。複数の握持部材のローラの縦軸は、ローラが事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器と係合されるときに、相互および事前判定された軸と平行に配置されてもよい。本システムはまた、複数の握持部材のローラのうちの少なくとも１つの駆動された回転のためのアクチュエータを含んでもよい。故に、駆動された回転に応じて、ローラが、事前判定された軸を中心として、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体を、事前判定された軸に対する複数の回転配向に回転させるように、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体と係合されるときに、ローラはそれぞれ、同時回転する。
【００２０】
本タイプの固定具に関連して、視覚システムはまた、アクチュエータの制御のために構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される制御モジュールを含んでもよい。したがって、制御モジュールは、光学センサが、事前判定された軸を中心とした注射器の異なる個別の回転配向にそれぞれ対応する、測定領域データの複数のフレームを捕捉するように、アクチュエータを制御し、事前判定された軸を中心として注射器本体を回転させるように構成されてもよい。具体的には、処理モジュールは、測定領域の複数のフレームの測定領域データの基本周波数の振幅を判定するように構成されてもよい。（測定領域データの複数のフレーム内の測定領域データの基本周波数に対応する）ＤＦＴの第１の最大値の振幅が、事前判定された振幅閾値を超えるとき、注射器は、目盛付きマークが光学センサに対して適切に配向されるような配向にあってもよい。故に、処理モジュールは、複数のフレーム内の測定領域データの基本周波数が事前判定された振幅閾値を超えるときに、事前判定された軸を中心とした注射器の回転を中止するように制御モジュールと動作可能に通信し得る。実施形態では、制御モジュールは、基本周波数が、測定領域データの複数のフレームのうちの２つの連続フレームの間の事前判定された類似性値を上回って異ならないときに、事前判定された軸を中心とした注射器の回転を中止してもよい。この点に関して、目盛付きマーク以外の基本周波数への任意の寄与（例えば、注射器上のテキストまたは他のマーキング）は、それらがフレームによって変動する基本周波数に寄与する程度に無視されてもよい。制御モジュールは、注射器本体の直径に基づいて、事前判定された軸を中心とした注射器の回転の速度を制御するように構成されてもよい。
【００２１】
実施形態では、測定領域データは、目盛付きマークに沿って延在する、１つのピクセル行を備えてもよい。しかしながら、他の実施形態では、測定領域データは、複数のピクセル行の総計（例えば、平均）を備えてもよい。例えば、基本周波数は、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する、明確に異なる複数のピクセル行について計算される複数の基本周波数の平均として判定されてもよい。別の実施形態では、測定領域データは、平均ピクセル行を含んでもよい。平均ピクセル行の中の各ピクセルは、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する複数のピクセル行に対応する、測定領域データの対応するピクセル列の中の画像データの平均を含んでもよい。そして、平均ピクセル行の単一の周波数ドメイン表現は、基本周波数を判定するように生成されてもよい。
【００２２】
上記で簡潔に議論されるように、本明細書に説明されるような視覚システムは、種々の状況で注射器上の目盛付きマークのピッチを測定するために利用されてもよい。１つの特定の状況は、自動注射器充填用途に関連する使用であってもよい。この点に関して、視覚システムは、注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチおよび注射器本体の直径に基づいて、１つの目盛付きマークあたりの注射器の計算された体積を判定するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される体積判定モジュールを含んでもよい。体積判定モジュールは、１つの目盛付きマークあたりの注射器の計算された体積を複数の標準体積と比較し、計算された体積が対応する（例えば、計算された体積が最も近い）標準体積を判定するように構成されてもよい。体積判定モジュールはまた、注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチで乗算された、標準体積で除算された要求充填体積に基づいて、注射器の注射器プランジャの直線進行のための充填距離を判定するように構成されてもよい。さらに、体積判定モジュールは、充填距離が注射器の長さを超えるかどうかを判定するように、充填距離を注射器の長さと比較することによって、充填チェックするように構成されてもよい。
【００２３】
種々の実施形態は、上記および／または本明細書の以下で説明される装置ならびに／もしくは方法特徴の任意の数の組み合わせを備えてもよい。そのような組み合わせは、以下の実施形態によって包含されるものを含んでもよい。
１．注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための視覚システムであって、
その全体を通して光学センサが画像データを生成するように動作可能である視野を有する光学センサと、
注射器本体上の複数の目盛付きマークが光学センサの視野内に配置可能であるように、光学センサに対する撮像位置で事前判定された軸上に注射器の注射器本体を位置付けるために注射器と係合可能な固定具であって、画像データは、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応する測定領域データを備える、固定具と、
注射器に対応する測定領域データを処理し、測定領域データを、注射器の測定領域データの基本周波数を示す注射器の測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される処理モジュールであって、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数と注射器本体上の目盛付きマークのピッチとの間の既知の対応に基づいて、注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成される、処理モジュールと、
を備える、視覚システム。
２．処理モジュールは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して、測定領域データを周波数ドメインに変換するように構成され、本システムはさらに、
周波数ドメイン内の複数の周波数ドメインデータ点を使用して基本周波数を補間するように構成される視覚システムのプロセッサ上で実行される補間モジュールを備える、
実施形態１に記載の視覚システム。
３．複数の周波数ドメインデータ点は、最大振幅周波数データ点と、最大振幅周波数データ点よりも高い周波数の第１の隣接データ点と、最大振幅周波数データ点よりも低い周波数の第２の隣接データ点とを備える、実施形態１または２に記載の視覚システム。
４．補間モジュールは、放物線補間関数を複数の周波数ドメインデータ点に適用し、基本周波数に対応する放物線補間関数の最大値について解くように構成される、実施形態１−３のいずれか１つに記載の視覚システム。
５．窓関数を測定領域データに適用し、測定領域データを周波数ドメインに変換するために使用される窓化測定領域データを生成するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される窓化モジュールをさらに備え、窓関数は、測定領域データの基本周波数に顕著に影響を及ぼさず、窓化測定領域データの漏出歪曲を低減させる、実施形態１−４のいずれか１つに記載の視覚システム。
６．第１の既知の較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する第１の較正パターンであって、第１の較正パターンは、測定領域データが、較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応するように、光学センサに対する撮像位置に配置可能である、第１の較正パターンと、
第１の較正パターンの測定領域データを処理し、測定領域データを、第１の既知の較正ピッチに対応する第１の較正パターンの測定領域データの第１の較正周波数を示す、第１の較正パターンの測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される較正モジュールと、
をさらに備え、処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、第１の既知の較正ピッチ、および第１の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成される、
実施形態１−５のいずれか１つに記載の視覚システム。
７．第２の既知の較正ピッチで離間される複数の較正マークを有する第２の較正パターンであって、第２の較正パターンは、測定領域データが、較正マークのうちの各所与のものが延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応するように、光学センサに対する撮像位置に配置可能である、第２の較正パターン
をさらに備え、
較正モジュールは、第２の較正パターンの測定領域データを処理し、測定領域データを、第２の既知の較正ピッチに対応する第２の較正パターンの測定領域データの第２の較正周波数を示す第２の較正パターンの測定領域データの周波数ドメイン表現に変換するように構成され、
処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、第１の既知の較正ピッチ、第２の既知の較正ピッチ、第１の較正周波数、および第２の較正周波数に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成される、
実施形態１−６のいずれか１つに記載の視覚システム。
８．第１の較正ピッチおよび第２の較正ピッチは、共通較正ピッチを備える、実施形態１−７のいずれか１つに記載の視覚システム。
９．第１の較正パターンは、光学センサからの第１の距離であり、第２の較正パターンは、光学センサからの第２の距離であり、注射器上の複数の目盛付きマークは、光学センサからの第３の距離である、実施形態１−８のいずれか１つに記載の視覚システム。
１０．処理モジュールは、注射器の測定領域データの基本周波数、共通較正ピッチ、第１の較正周波数、第２の較正周波数、第１の距離、および第２の距離に少なくとも部分的に基づく関数を使用して、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチを判定するように構成される、実施形態１−９のいずれか１つに記載の視覚システム。
１１．固定具はさらに、
注射器握持装置を備え、前記注射器握持装置は、
対応する複数の円周方向にオフセットした場所で、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器に係合するように配置される、複数の握持部材であって、複数の握持部材のそれぞれは、ローラの縦軸を中心とした回転のために対応するローラを備え、複数の握持部材のローラの縦軸は、ローラが事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器と係合されるときに、相互におよび事前判定された軸と平行に配置される、複数の握持部材と、
複数の握持部材のローラのうちの少なくとも１つの駆動された回転のためのアクチュエータであって、駆動された回転に応じて、ローラが、事前判定された軸を中心として、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体を、事前判定された軸に対する複数の回転配向に回転させるように、事前判定された軸上の軸方向に整合した位置に位置する注射器本体と係合されるときに、ローラのそれぞれが、同時回転する、アクチュエータと、
アクチュエータの制御のために構成される視覚システムのプロセッサ上で実行される制御モジュールと、
を備え、
制御モジュールは、光学センサが、事前判定された軸を中心とした注射器の異なる個別の回転配向にそれぞれ対応する、測定領域データの複数のフレームを捕捉するように、アクチュエータを制御し、事前判定された軸を中心として注射器本体を回転させるように構成され、
処理モジュールは、測定領域の複数のフレームの測定領域データの基本周波数の振幅を判定するように構成され、かつ測定領域データの複数のフレーム内の測定領域データの基本周波数の振幅が事前判定された振幅閾値を超えるときを判定するように構成され、
処理モジュールは、複数のフレーム内の測定領域データの基本周波数が事前判定された振幅閾値を超えるときに、事前判定された軸を中心とした注射器の回転を中止するように制御モジュールと動作可能に通信する、
実施形態１−１０のいずれか１つに記載の視覚システム。
１２．制御モジュールは、測定領域データの個別の連続フレームの基本周波数が、測定領域データの複数のフレームのうちの２つの連続フレームの間の事前判定された値を上回って異ならないときに、事前判定された軸を中心とした注射器の回転を中止する、実施形態１−１１のいずれか１つに記載の視覚システム。
１３．制御モジュールは、注射器本体の直径に基づいて、事前判定された軸を中心とした注射器の回転の速度を制御するように構成される、実施形態１−１２のいずれか１つに記載の視覚システム。
１４．基本周波数は、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する複数のピクセル行の平均として判定される、実施形態１−１３のいずれか１つに記載の視覚システム。
１５．測定領域データは、平均ピクセル行を備え、平均ピクセル行の中の各ピクセルは、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する複数のピクセル行に対応する、測定領域データの対応するピクセル列の中の画像データの平均を備え、平均ピクセル行の単一の周波数ドメイン表現は、基本周波数を判定するように生成される、実施形態１−１４のいずれか１つに記載の視覚システム。
１６．注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチおよび注射器本体の直径に基づいて、１つの目盛付きマークあたりの注射器の計算された体積を判定するように構成される、視覚システムのプロセッサ上で実行される体積判定モジュールをさらに備える、実施形態１−１５のいずれか１つに記載の視覚システム。
１７．体積判定モジュールは、１つの目盛付きマークあたりの注射器の計算された体積を複数の標準体積と比較し、計算された体積が対応する標準体積を判定するように構成される、実施形態１−１６のいずれか１つに記載の視覚システム。
１８．体積判定モジュールは、注射器本体上の複数の目盛付きマークのピッチで乗算された、標準体積で除算された要求充填体積に基づいて、注射器の注射器プランジャの直線進行のための充填距離を判定するように構成される、実施形態１−１７のいずれか１つに記載の視覚システム。
１９．体積判定モジュールは、充填距離が注射器の長さを超えるかどうかを判定するように、充填距離を注射器の長さと比較することによって、充填チェックするように構成される、実施形態１−１８のいずれか１つに記載の視覚システム。
２０．測定領域データは、視野の画像中心から事前判定された軸に沿ってオフセットされた測定領域に対応する、実施形態１−１９のいずれか１つに記載の視覚システム。
２１．注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための方法であって、
複数の目盛付きマークを伴う注射器本体を有する注射器に係合するステップであって、注射器は、光学センサに対する撮像位置で事前判定された軸に沿って係合される、ステップと、
光学センサの視野の測定領域に対応する画像データを捕捉し、測定領域に対応する測定領域データを生成するステップであって、測定領域データは、目盛付きマークのうちの各所与のものが注射器本体上に延在する方向と垂直に延在する少なくとも１つのピクセル行に対応する、ステップと、
フーリエ変換を測定領域データに適用することによって、測定領域データの周波数ドメイン表現を生成するステップと、
測定領域データの基本周波数を判定するステップと、
注射器の測定領域データの基本周波数と注射器本体上の目盛付きマークのピッチとの間の既知の対応に基づいて、複数の目盛付きマークのピッチを計算するステップと、
を含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、目盛付きマークを有する注射器の実施形態を描写する。
【図２】図２は、視覚システムの実施形態の概略的表現を描写する。
【図３】図３は、視覚システムから生成される画像の実施形態を描写する。
【図４】図４は、ピクセル強度データのプロットの形態で、画像からの画像データの表現に関して視覚システムから生成される画像の実施形態を描写する。
【図５】図５は、それに関して位置付けられた注射器に関して視覚システムの視野の実施形態を描写する。
【図６】図６は、画像データのプロットの実施形態と、画像データに対応する、対応する周波数ドメインプロットとを描写する。
【図７】図７は、ＤＦＴ最大値を囲繞する３つの周波数ドメインデータ点の間のＤＦＴ補間を用いた分解能制限の低減または排除のためのプロセスの実施形態に関する詳細を含む、画像データのセットの周波数ドメインプロットの詳細図を描写する。
【図８】図８は、窓化信号を達成するように画像データに適用される窓関数の使用の実施形態を描写する。
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｄは、図中の異なる位置に較正システムの種々の要素を伴って、本明細書に説明されるような視覚システムとともに使用され得る、較正システムの実施形態を描写する。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｄは、図中の異なる位置に較正システムの種々の要素を伴って、本明細書に説明されるような視覚システムとともに使用され得る、較正システムの実施形態を描写する。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｄは、図中の異なる位置に較正システムの種々の要素を伴って、本明細書に説明されるような視覚システムとともに使用され得る、較正システムの実施形態を描写する。
【図９Ｄ】図９Ａ−９Ｄは、図中の異なる位置に較正システムの種々の要素を伴って、本明細書に説明されるような視覚システムとともに使用され得る、較正システムの実施形態を描写する。
【図１０】図１０Ａ−１０Ｃは、注射器の目盛付きマークが撮像システムの視野内にあるときを判定するように、視覚システムと係合される注射器の配向を判定するためのアプローチの実施形態を描写する。
【図１１】図１１は、事前判定された軸に対する注射器の回転配向を修正することが可能な固定具と係合された注射器の斜視図を描写する。
【図１２】図１２は、視覚システムを使用する、注射器上の目盛付きマークのピッチの判定のための方法の実施形態を描写する。
【図１３】図１３は、システムの幾何学的歪曲を低減または排除するように注射器上の目盛付きマークのピッチを測定するために、視覚システムの較正のための方法の実施形態を描写する。
【図１４】図１４は、視覚システムに対して注射器を配向するための方法の実施形態を描写する。
【図１５】図１５および１６は、視覚システムを使用して測定された２つの異なる注射器の測定データの実施例を描写する。
【図１６】図１５および１６は、視覚システムを使用して測定された２つの異なる注射器の測定データの実施例を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の説明は、本発明を本明細書に開示される形態に限定することを意図していない。その結果として、以下の教示、関連技術分野の技能および知識に相応する、変形例ならびに修正は、本発明の範囲内である。本明細書に説明される実施形態はさらに、本発明を実践する既知の様態を解説すること、および他の当業者が、そのようなまたは他の実施形態で、本発明の特定の用途もしくは使用によって要求される種々の修正とともに、本発明を利用することを可能にすることを意図している。
【００２６】
図１を参照すると、注射器１００の実施形態が示されている。注射器１００は、注射器本体１１０を含んでもよい。注射器本体１１０は、フランジ１１２と、ポート１１４とを含んでもよい。種々の実施形態では、例えば、スリップルアー接続、ねじ山付きルアー接続、または他の適切なポート構成等のポート１１４の異なる構成が提供されてもよい。注射器１００はまた、注射器本体１１０に対して変位可能であるプランジャ１２０を含んでもよい。プランジャ１２０は、その第１の端部におけるボタン１２２と、プランジャ１２０の反対端におけるシール１２４とを含んでもよい。シール１２４は、注射器本体１１０の内壁に対して密閉してもよい。そして、プランジャ１２０と注射器本体１１０との間の相対移動が、ポート１１４を通して注射器本体１１０に流体を引き込ませてもよい。
【００２７】
注射器本体１１０は、注射器１００の本体１１０に沿って配列される複数の目盛付きマーク１３０を含んでもよい。目盛付きマーク１３０は、注射器本体１１０とプランジャ１２０との間の相対移動の所与の距離に応じて、目盛付きマーク１３０が本体１１０に引き込まれる流体の体積を表すように、注射器本体１１０およびプランジャ１２０に対して較正されてもよい。この点に関して、目盛付きマーク１３０に対するシール１２４の位置は、注射器本体１１０の中に含有される流体の量を示してもよい。目盛付きマーク１３０のうちの各個々のものは、それぞれ注射器本体１１０に対して円周方向に延在してもよい。そして、複数の目盛付きマーク１３０は、注射器本体１１０とプランジャ１２０との間の相対移動の方向に対応する、注射器本体１１０の長さに沿って集合的に延在してもよい。そして、プランジャ１２０が注射器本体１１０に対して後退されると、シール１２４は、複数の目盛付きマーク１３０に対して、注射器本体１１０内の流体の量を示してもよい。故に、複数の目盛付きマーク１３０は、目盛付きマーク１３０の間の注射器本体１１０の所与の体積を表すように、規則的ピッチ（すなわち、各隣接する目盛付きマーク１３０の間の規則的距離）を有してもよい。注射器１００はまた、目盛付きマーク１３０によって表される所与の体積を示すスケールを含んでもよい。
【００２８】
注射器１００の製造中に、目盛付きマーク１３０は、任意の数の適切なプロセスを使用して、注射器本体１１０に適用されてもよい。目盛付きマーク１３０の適用および／または注射器製造プロセスの他の変形例は、絶対体積からの目盛付きマーク１３０の示された体積の分散をもたらし得る。すなわち、注射器１００内の流体の所与の示された体積に関して、その流体の実際の体積は、注射器１００の製造プロセスの分散に起因して、示された体積から変動し得る。故に、上記で説明されるように、所与の注射器１００の具体的目盛付きマーク１３０に関係なく注射器１００を充填するときの体積の絶対尺度の使用は、注射器を自動的に充填するときの従来のパラダイムとなっているように、シール１２４が充填体積を示す対応する目盛付きマーク１３０と整合しない場合があるため、注射器１００を不正確に充填されているように見せ得る。故に、本明細書に説明されるであろうような視覚システム１５０の使用は、各注射器１００が適切な対応する目盛り付きマーク１３０まで充填され得るように、各注射器１００の分散が判定されることを可能にし得る。上記で説明されるように、これは、注射器１００が充填され、それが調製される薬局または他の施設から出た後でさえも、注射器１００内の体積の人間による検証を可能にし得る。
【００２９】
図２をさらに参照すると、視覚システム１５０の実施形態の概略図が示されている。視覚システム１５０は、システム１５０と係合される注射器１００上の目盛付きマーク１３０のピッチを測定するように動作し得る。この点に関して、視覚システム１５０は、注射器１００に係合し得る、固定具２００を含んでもよい。固定具２００は、撮像位置に注射器１００を位置付ける。撮像位置は、事前判定された軸１０２に対し得る。すなわち、注射器１００は、注射器１００が事前判定された軸１０２に沿って配置されるように、固定具２００によって係合されてもよい。事前判定された軸１０２は、撮像位置にあるときに、注射器１００が光学センサ１６０の視野１６２内に配置されるように、光学センサ１６０と整合されてもよい。固定具２００は、光学センサ１６０に対して固定されてもよい。代替として、固定具２００は、係合された注射器１００が異なる位置から撮像位置まで移動され得るように、移動可能であり得る。固定具２００は、ユーザが測定される注射器１００を配置し得る、注射器受容部分を含んでもよい。代替として、注射器受容部分は、人間のユーザの介入を伴わずに、自律的に注射器１００に係合するように適合されてもよい。注射器受容部分は、注射器１００に係合するように静的または移動可能であり得る。
【００３０】
光学センサ１６０は、視野１６２に対応する画像データを生成するように動作し得る。例えば、光学センサ１６０は、センサの視野１６２に対応する複数のピクセルの複数のピクセル値の形態で画像データを生成することが可能なデジタル撮像センサであってもよい。本明細書で利用されるであろうように、ピクセル行が、注射器１００の長さに沿って（すなわち、ボタン１２２からポート１１４まで）延在するピクセルに対応し得る一方で、ピクセル列は、注射器１００の長さと垂直に延在するピクセルに対応し得る。光学センサ１６０は、実施形態では、０〜２５５の個々のピクセル値を生成することが可能な８ビットセンサであってもよく、ピクセル値は、所与のピクセルの画像データの強度の表現である。したがって、０値は、強度の完全な欠如（すなわち、黒色ピクセル）に対応し得、２５５は、完全な強度（すなわち、白色ピクセル）に対応し得、ピクセル値の範囲は、黒と白との間の種々のグレーの色合いを表す。この点に関して、光学センサ１６０は、単色性質を表すピクセル値を生成することのみ可能な単一チャネルセンサ（すなわち、黒色および白色センサ）であってもよい。他の実施形態では、光学センサ１６０は、異なる色を表す複数のチャネルの強度値を生成することが可能な色センサであってもよい。
【００３１】
光学センサ１６０は、処理モジュール２５０と動作可能に通信し得る。そして、光学センサ１６０は、視野１６２からの生成された画像データを処理モジュール２５０に提供してもよい。光学センサ１６０は、常にリフレッシュされる画像データ（すなわち、ビデオストリーム）を提供してもよい、または視野１６２の画像データを周期的に提供もしくは要求に応じて提供してもよい。
【００３２】
処理モジュール２５０は、メモリ２５４と動作可能に通信するプロセッサ２５２（例えば、物理的コンピュータプロセッサデバイス）を含んでもよい。この点に関して、プロセッサ２５２は、メモリ２５４の中の非一過性の機械可読データを備える機械可読命令にアクセスするように動作し得る。メモリ２５４の中に記憶された機械可読データは、本明細書に説明される種々の機能の実施のためにプロセッサ２５２を具体的に構成するように動作し得る。したがって、プロセッサ２５２は、汎用コンピューティングプロセッサから、メモリ２５４の中に記憶されたデータのアクセスおよび実行に応じて、本明細書に説明される種々のモジュールに関連する機能性を達成するための具体的に構成されたプロセッサに変換されてもよい。例えば、種々の機能性は、モジュールのプロセッサによって実行されるものとして本明細書に説明される。そのようなモジュールは、概して、処理モジュール２５０に対応し得る、または以下でさらに詳細に議論される具体的モジュールに関し得る。理解され得るように、本明細書に説明される各モジュールは、対応するプロセッサ２５２と、上記で説明されるようなメモリ２５４とを有する、個々の離散モジュールであってもよく、メモリ２５４は、所与のモジュールに関して説明されるように機能するようにプロセッサ２５２を構成するために、非一過性の機械可読データを記憶する。代替として、複数のモジュールが、メモリ２５４を備える１つまたはそれを上回る物理的メモリデバイスと通信する、単一のプロセッサ２５２によって実施されてもよい。この点に関して、モジュールは、１つまたはそれを上回る物理的メモリデバイスの中に記憶された非一過性の機械可読データの異なる部分に対応し得る。さらに依然として、モジュールのうちの種々のものまたは全ては、フィールドプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、もしくは同等物等の具体的に構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェアを使用して実行されてもよい。したがって、種々のモジュールの機能性は、本明細書に説明されるハードウェア、ソフトウェア、データ、または技法のうちのいずれかを使用して、機能性が達成されるという理解のもとで、機能性に関して本明細書に説明され得る。
【００３３】
任意の点に関して、処理モジュール２５０は、光学センサ１６０から画像データを受信するように動作し得る。図３をさらに参照すると、光学センサ１６０の視野１６２の画像データに対応する画像１６４が、撮像位置に注射器１００を伴って示されている。測定領域１６６は、画像１６４の概説されるサブセットとして示されている。測定領域１６６は、注射器１００の目盛付きマーク１３０のピッチの測定で使用される、着目画像データの所定の部分であってもよい。図４をさらに参照すると、画像１６４は、画像データ１６４のピクセル行に対応する画像１６４の画像データ１７４のプロットに関して並置されて示されている。理解され得るように、測定領域１６６は、画像１６４およびデータ１７４に関して示され、測定領域１６６からのピクセルの範囲を表してもよい。
【００３４】
測定領域１６６は、例えば、注射器１００のポート１１４、注射器１００のシール１２４、または画像１６４の側面の近傍に存在し得る他の変形例と関連付けられる、撮像異常を考慮するように、画像１６４の側面からオフセットされてもよい。すなわち、測定領域１６６は、目盛付きマーク１３０が、注射器タイプ、サイズ、製造業者、または他の注射器変形例にかかわらず出現する、注射器１００の領域に対応するよう具体的に定義されてもよい。そして、測定領域１６６の画像データ１７４のサブセットが、画像データ１７４から抽出されてもよい。これは、測定領域データ１７６と称されてもよい。この点に関して、画像１６４に対応する画像データから得られる測定領域データ１７６は、撮像される具体的注射器にかかわらず、撮像位置に配置される注射器１００の目盛付きマーク１３０に対応し得る。したがって、測定領域データ１７６は、目盛付きマーク１３０の存在または非存在を反映する、測定領域１６６に沿って得られるピクセル値のデータを備えてもよい。さらに、測定領域データ１７６に対応する画像データサンプルの長さは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）と称されるアルゴリズムを用いたＤＦＴの実現とともに処理効率を提供するように、２の指数関数に対応し得る。例えば、測定領域データ１７６は、（すなわち、画像１６４内の５１２個のピクセルの長さに対応する）５１２個の値を含んでもよい。
【００３５】
図５をさらに参照すると、視野１６２の周辺縁からオフセットされることに加えて、測定領域１６６はまた、視野１６２の中心線１６８からオフセットされ得ることが理解され得る。この点に関して、測定領域１６６は、視野１６２のサブセット１７２に対応し得る。これは、画像データ１７４の中心線１６８の近傍で起こり得る、グレアまたは他の放射雑音の影響を低減させるものであり得る。例えば、図３に示されるように、グレア１７０の顕著な領域が、画像１６４の中心の近傍の目盛付きマーク１３０に関して生じる。そして、測定領域１６６と関連付けられる視野１６２の部分は、視野１６２の周辺縁ならびに視野１６２の中心線１６８の両方からオフセットされてもよい。
【００３６】
図３で見られるように、測定領域１６６は、目盛付きマーク１３０のうちの各所与のものが注射器本体１１０上に延在する方向と垂直に延在する、少なくとも１つのピクセル行に対応し得る。故に、処理モジュール２５０は、測定領域１６６に対応する測定領域データ１７６を受信するように動作し得る。プロット１７４に示されるように、測定領域データ１７６は、目盛付きマーク１３０と垂直に延在するピクセル行の画像データ（例えば、８ビットセンサについては０〜２５５のピクセル強度値）に対応し得る。この点に関して、測定領域データ１７６は、低減したピクセル強度を反映する画像データに対応する、画像データ１７４内の暗い領域として目盛付きマーク１３０を反映し得る。
【００３７】
以下の議論で理解されるであろうように、注射器１００の目盛付きマーク１３０のピッチを判定する測定技法は、測定領域１６６内の各ピクセル行が測定領域データ１７６のセットを表す、測定領域１６６からの複数の行について個別に行われてもよい。そして、各測定からの結果は、ピッチに到達する際に平均化されてもよい。代替として、複数のピクセル行が、測定領域データ１７６を生成するように平均化されてもよい。この点に関して、測定領域１６６の行からの所与のピクセルをそれぞれ表す、ピクセル列が、そのピクセル列の平均ピクセル強度値を判定するように平均化されてもよい。したがって、測定領域データ１６６は、測定領域１６６内の複数のピクセル行に対応する、平均ピクセル行を備えてもよい。例えば、２０のピクセル行が、測定領域１６６内で提供されてもよい。したがって、測定領域データ１７６の中の各値は、全てのピクセル行を横断する所与のピクセル場所におけるピクセル列の平均ピクセル強度を表してもよい。この点に関して、測定領域データ１７６は、測定領域１６６に沿って求められる１つまたはそれを上回るピクセル行のピクセル強度値に対応し得る。故に、測定領域データ１７６を備える、平均ピクセルデータの単一の測定が行われてもよい。
【００３８】
そして、図６をさらに参照すると、処理モジュール２５０は、測定領域データ１７６を、周波数が水平軸上に表され、振幅が垂直軸上に表される、プロット１７８によって表される周波数ドメインに変換するように動作し得る。例えば、測定領域データ１６６は、測定領域データ１６６のフーリエ変換が周波数ドメイン内の測定領域データ１７６を表すために計算され得るように、処理モジュール２５０によって処理されてもよい。そして、測定領域データ１６６は、プロット１７８に示されるように、周波数ドメイン内で表されてもよい。理解され得るように、測定領域データ１６６の基本周波数１８０は、周波数ドメインプロット１７８の最大振幅を有する周波数として、プロット１７８で識別されてもよい。
【００３９】
基本周波数１８０は、複数の目盛付きマーク１３０のピッチへの既知の対応を有してもよい。例えば、基本周波数１８０の逆数は、目盛付きマーク１３０のピッチに対応し得る。図６に示されるように、基本周波数１８０は、隣接する目盛付きマーク１３０の間の３３ピクセルのピッチに対応する、０．０３にあってもよい。故に、周波数ドメイン内の測定領域データ１７６の基本周波数１８０の識別に応じて、目盛付きマーク１３０のピッチが、基本周波数１８０の逆数をとることによって計算されてもよい。
【００４０】
処理モジュール２５０は、フーリエ変換を測定領域データ１７６に適用するように動作し得る。実施形態では、これは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を測定領域データ１７６に適用することによるものであってもよい。この点に関して、ＦＦＴは、測定領域データ１７６の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を備えてもよい。理解され得るように、周波数ドメイン内の測定領域データ１７６の表現の分解能は、測定領域データ１７６のサンプルサイズに関連し得る。具体的には、測定領域データ１７６の長さ（例えば、測定領域データ１７６の中の画像データのピクセル数）は、周波数ドメインプロット１７８の分解能に対応し得る。測定領域データ１７６のサイズが限定され得るので、周波数ドメインプロット１７８の分解能も限定され得る。具体的には、複数の周波数ドメインデータ点１８２が、測定領域データ１７６のピクセル数の逆数に対応する周波数ドメインプロット１７８内の分解能において提供されてもよい。本分解能が限定され得ると、示された基本周波数１８０と関連付けられる最大周波数ドメインデータ点１８２は、周波数ドメインプロット１７８内のエイリアシングと関連付けられる誤差を含み得る。
【００４１】
そして、補間モジュール２５６が、周波数ドメイン内の周波数ドメインデータ点１８２を補間し、測定領域データ１７６の中の任意のエイリアシングを克服するように提供されてもよい。具体的には、周波数ドメイン１７８の最大データ点１８２ｂに隣接する周波数ドメインデータ点１８２ａおよび１８２ｃが、補間を使用して基本周波数１８０のより正確な尺度を判定するために使用されてもよい。
【００４２】
図７に示されるように、測定領域データ１７６と関連付けられる周波数ドメインプロット１７８の実施形態が示されている。周波数ドメインプロット１７８は、複数の周波数ドメインデータ点１８２を含む。そして、補間モジュール２５６は、他の周波数ドメインデータ点１８２に対して周波数ドメイン１７８内で相対最大振幅を有する、周波数ドメインデータ点１８２ｂを識別するように動作し得る。加えて、補間モジュール２５６は、周波数ドメインプロット１７８内のより低い周波数の隣接周波数ドメインデータ点１８２ａと、周波数ドメインプロット１７８内のより高い周波数の隣接周波数ドメインデータ点１８２ｃとを識別してもよい。そして、３つの周波数ドメインデータ点１８２ａ、１８２ｂ、および１８２ｃを使用して、補間モジュール２５６は、周波数ドメインデータ点１８２ａ、１８２ｂ、および１８２ｃを特性評価するために適切な補間技法を使用するように動作し得る。例えば、放物線補間が、データ点１８２を特性評価する多項式関数に到達するように、周波数ドメインデータ点１８２に適用されてもよい。代替実施形態では、他の曲線適合技法が採用されてもよい。さらに、高次多項式関数が利用されてもよい。さらに依然として、３つを上回る周波数ドメインデータ点１８２が、補間で使用されてもよい。しかしながら、放物線補間は、計算オーバーヘッドを低減させながら良好な結果を提供することが見出されている。
【００４３】
そして、周波数ドメインデータ点１８２を表す多項式関数の最大値は、周波数ドメイン１７８の基本周波数１８０に対応する関数の最大値を判定することが見出され得る。例えば、多項式関数の導関数は、基本周波数１８０について解くようにゼロに等しくあり得る。そして、補間モジュール２５６は、（例えば、基本周波数１８０の逆数をとることによって）上記で説明されるように目盛付きマーク１３０のピッチを判定するために使用され得る、処理モジュール２５０に基本周波数１８０を提供してもよい。
【００４４】
さらに、測定領域データ１７６が、無限連続長関数ではなくて画像データの有限離散長に対応することを考慮して、測定領域データ１７６を周波数ドメインに変換するとき、測定領域データ１７６の中の表されたデータは、漏出歪曲を受け得る。これらの歪曲の主要な理由は、好ましくは、これらの歪曲を回避するように相互に等しい、データセット１７６の開始および終了値のランダムな性質である。故に、処理モジュール２５０は、窓化モジュール２５８を含んでもよい。図８をさらに参照すると、窓化モジュール２５８は、窓関数１８４を測定領域データ１７６に適用するように動作し得る。これは、窓化信号１８６をもたらし得る。窓化信号１８６が、測定領域１６６と関連付けられるデータセット１７６の最初および最後の要素の異なるランダムな値から生じる漏出に起因する、いかなる歪曲も伴わずに、測定領域データ１７６の全ての周波数情報を含み得るため、窓化信号１８６は、測定領域データ１７６を周波数ドメインに変換するために使用されてもよい。
【００４５】
加えて、測定領域データ１７６は、光学センサ１６０の幾何学的および他の歪曲に基づく、種々の歪曲または他の光学雑音を受け得る。例えば、視覚システム１５０の複雑性および／または費用を低減させるために、比較的単純な光学センサ１６０を使用することが有利であり得る。例えば、光学センサは、ＣＣＤセンサまたは他のタイプの比較的単純な光学センサであってもよい。したがって、光学センサ１６０には、高度光学要素（例えば、高精度レンズまたは同等物）が欠け得、したがって、そのようなセンサの中のレンズの幾何学的歪曲は、（例えば、幾何学的歪曲に基づいて最大１０％〜１５％の誤差を伴って）非常に高くあり得る。加えて、撮像システム１５０が種々の直径の注射器１００と併せて使用され得るため、画像データを捕捉することに応じて、目盛付きマーク１３０が光学センサ１６０に対して配置される、精密な距離および／または角度もまた、注射器によって異なり得る。具体的には、注射器１００が光学センサ１６０に対して事前判定された軸１０２上に位置し得るため、注射器本体１１０の直径は、異なる直径の注射器１００が撮像位置で事前判定された軸１０２上に位置するときに、目盛付きマーク１３０を光学センサ１６０に対して異なる距離および／または角度で配置させ得る。
【００４６】
しかしながら、高価かつ複雑な光学系を伴う光学センサ１６０を提供するのではなく、光学センサ１６０の幾何学的歪曲は、較正の使用によって低減または排除され得ることが見出されている。この点に関して、較正モジュール２６０は、精密レンズまたは集束デバイス等の高度光学系を使用することなく、視覚システム１５０に存在し得る種々の雑音もしくは他の光学的歪曲を考慮するように提供されてもよい。
【００４７】
具体的には、撮像された注射器１００に対する光学センサ１６０の物理的幾何学形状をもたらす、測定領域データ１７６の光学的歪曲に関連する誤差は、測定されるピッチおよび光学センサと着目オブジェクトとの間の距離の両方に対して線形であり得ることが見出されている。故に、較正モジュール２６０は、目盛付きマーク１３０のピッチを計算するときに、任意の幾何学的歪曲を考慮するように適用され得る、較正機能（例えば、線形較正機能）を生成するように動作し得る。
【００４８】
具体的には、較正モジュール２６０は、較正モジュール２６０によって取得される較正データに基づいて、測定領域データ１７６の処理中に較正機能を適用するように動作し得る。図９Ａ−９Ｄをさらに参照すると、較正モジュール２６０と併せて採用され得る、較正システム３５０の実施形態が示されている。較正システム３５０は、１つまたはそれを上回る較正パターンを含み得る、較正ブロック３００を含んでもよい。例えば、既知のピッチの較正パターン３０２が、光学センサ１６０に対して設置されてもよい。較正パターン３０２は、光学センサ１６０に対して撮像位置まで移動され得る、較正ブロック３００の上に印刷または別様に配置されてもよい。例えば、較正ブロック３００は、光学センサ１６０に対して移動可能であり得る、固定具２００上に提供されてもよい。代替として、較正ブロック３００は、固定具２００から分離し、較正パターン３０２に関する較正データを取得するように、自動的に、または手動で撮像位置まで移動されてもよい。
【００４９】
図９Ｂを参照すると、較正パターン３０２は、撮像位置において定位置にある。本位置にあるとき、光学センサ１６０は、較正パターン３０２に対応する測定領域１６６から画像データを捕捉するように動作し得る。すなわち、注射器１００を測定するために使用される同一のピクセル領域および／または平均化技法が、較正パターン３０２に関して使用されてもよい。そして、較正モジュール２６０は、較正パターン３０２の測定領域データ１７６の周波数ドメイン表現を使用して（例えば、上記で説明されるような技法を使用して）、既知のピッチを有する較正パターン３０２に対応する、測定領域データ１７６の基本周波数を備える較正データを計算するように動作し得る。
【００５０】
図９Ｃをさらに参照して、較正ブロック３００はまた、較正パターン３０４が光学センサ１６０に対して撮像位置に配置されるように、光学センサ１６０に対して移動され得る、第２の較正パターン３０４を含んでもよい。較正パターン３０２および較正パターン３０４は、描写されるような共通較正ブロック３００上に設置される必要はない。光学センサ１６０は、較正パターン３０４が撮像位置にあるときに測定領域１６６からデータを捕捉するように動作し得る。較正モジュール２６０はさらに、較正パターン３０４の測定領域データ１７６の周波数ドメイン表現を使用して、既知のピッチを有する較正パターン３０４の基本周波数を備える、較正データを生成するように動作し得る。
【００５１】
図９Ａを参照すると、注射器１００が（図９Ｄに示されるような）撮像位置にあるときの注射器１００の事前判定された軸１０２は、光学センサ１６０からの第１の距離３０６であってもよい。第１の較正パターン３０２は、光学センサ１６０からの第２の距離３０８であってもよく、第２の較正パターン３０４は、光学センサ１６０からの第３の距離３１０であってもよい。理解され得るように、第２の距離３０８は、第１の距離３０６を上回り得るが、そのように要求されるわけではなく、第３の距離３１０は、第１の距離３０６未満であり得るが、そのように要求されるわけではない。注射器１００の直径３１２は、撮像される特定の注射器１００に応じて変動し得るが、一実施形態では、第３の距離３１０は、較正パターン３０４が、視覚システム１５０で使用される任意の注射器本体１１０上に出現する任意の目盛りマークよりも光学センサ１０６の近傍に設置されるように、選択されてもよい。すなわち、第３の距離３１０は、システム１５０で潜在的に使用される任意の注射器１００の任意の直径３１２の半分だけ短縮される第１の距離３０６未満であり得る。図９Ａから理解され得るように、第２の距離３０８は、較正パターン３０２が撮像位置にあるときに、較正パターン３０２が事前判定された軸１０２を越える距離に配置されるように、第１の距離３０６を上回り得る。しかしながら、第１および第２の較正パターン３０２ならびに３０４の配列は、第２の距離３０８および第３の距離３１０が、本明細書に説明され、図９Ａ−９Ｄで描写される実施形態と異なるように、別様に提供されてもよい。
【００５２】
したがって、較正モジュール２６０は、撮像デバイス１６０に対する注射器１００の幾何学形状に起因する変動または光学的歪曲が、低減もしくは排除されるように、注射器１００上の目盛付きマーク１３０の較正された尺度を提供するために、較正パターン３０２および３０４に関して収集される較正データ、ならびに較正パターン３０２および３０４に関する既知の特性を利用するように動作し得る。例えば、較正モジュール２６０は、注射器１００について測定される測定領域データ１７６の基本周波数１８０、較正パターン３０２または３０４のうちの所与のものの既知の較正ピッチ、および較正パターン３０２または３０４のうちの所与のものの測定された較正周波数に基づいて（例えば、それらを含む関数を使用して）、注射器１００の較正されたピッチを判定するように動作し得る。上記のように、較正パターンの較正周波数は、上記で説明されるようなＤＦＴ（例えば、おそらく補間モジュール２５６および／または窓化モジュール２５８を使用する）の使用に関して上記で説明されるように、処理モジュール２５０を使用して判定され得る、較正パターンの基本周波数に対応し得る。
【００５３】
実施形態では、較正パターン３０２および３０４の両方が、注射器１００の較正されたピッチ尺度を提供し、視覚システム１５０の幾何学形状に起因する線形光学的歪曲を考慮するために、利用されてもよい。第２の距離３０８および第３の距離３１０は、既知である。また、目盛りマーク１３０が出現する注射器本体１１０と光学センサ１６０との間の距離もまた、既知の第１の距離３０６、およびユーザによる既知の入力であり得る、または他の場所で測定されて較正モジュール２６０に提供され得る、注射器１００の直径を通して、既知であり得る。したがって、注射器１００の基本周波数１８０は、注射器１００の較正されたピッチを判定するように、第１の較正パターン３０２の第１の既知の較正ピッチ、第２の較正パターン３０４の第２の既知の較正ピッチ、較正モジュール２６０によって測定されるような第１の較正パターン３０２の較正周波数、較正モジュール２６０によって測定されるような第２の較正パターン３０４の較正周波数、第２の距離３０８、および第３の距離３１０を使用して、較正されてもよい。具体的には、本関係は、方程式を用いて説明される。
【００５４】
【化１】
2019502118.tif 000003
【００５５】
方程式１では、Ｐｘは、注射器の較正されたピッチであり、Ｐｃは、（簡単にするために較正パターン３０２および３０４の両方について同一であり得る）既知の較正ピッチであり、Ｌｄは、第２の距離３０８と第１の距離３０６との間の差であり、ｄは、（ユーザによる既知の入力であり得る、または他の場所で測定されて較正モジュール２６０に提供され得る）注射器１００の直径であり、Ｆ１は、第１の較正パターン３０２の測定された較正周波数であり、Ｆ２は、第２の較正パターン３０４の測定された較正周波数であり、Ｌｃは、第２の距離３０８と第３の距離３１０との間の差であり、Ｆｘは、（例えば、上記で説明されるＦＦＴ処理を使用して判定されるように）測定されている注射器１００の目盛付きマーク１３０の基本周波数１８０である。上記のように、第１の既知の較正ピッチおよび第２の既知の較正ピッチは、較正されたピッチの計算を単純化するように同一であり得る。さらに、第１の較正周波数および第２の較正周波数の測定は、測定される全ての注射器１００に行われる必要はない。例えば、これらの較正周波数は、（例えば、視覚システム１５０の初期化に応じて）周期的に計算され、複数の注射器１００とともに使用するためにメモリ２５４の中に記憶されてもよい。
【００５６】
図２に戻って参照すると、注射器１００は、光学センサ１６０に対して撮像位置に注射器１００を位置付けるために、固定具２００と係合されてもよい。注射器１００上に出現する目盛付きマーク１３０は、目盛付きマーク１３０が光学センサ１６０の視野１６２内で可視であるように配置されてもよい。固定具２００は、目盛付きマーク１３０が光学センサ１６０の視野１６２内に配列されるように、固定具２００が注射器１００に係合するように構成されてもよい。代替として、固定具２００は、目盛付きマーク１３０が視野１６２内で配向されるように、固定具２００が光学センサ１６０に対して注射器１００を配向することを可能にするように構成されてもよい。この後の点に関して、処理モジュール２５０は、目盛付きマーク１３０が撮像野１６２内に配置されるときを判定するように、注射器１００の配向中に測定領域データ１７６を監視してもよい。
【００５７】
図１０Ａ−１０Ｃおよび１１を付加的に参照すると、固定具２００の実施形態が、注射器１００に係合するために示されている。固定具２００は、複数の握持部材２０２を備える注射器握持装置を含んでもよい。握持部材２０２は、対応する複数の円周方向にオフセットした場所で注射器１００に係合してもよい。図１１に最もよく示されるように、握持部材２０２は、ローラのうちの各１つの縦軸を中心とした回転のためのローラを備えてもよい。ローラのうちのそれぞれの縦軸は、相互におよび注射器１００が軸方向に整合され得る事前判定された軸１０２と平行であり得る。加えて、アクチュエータ（図示せず）が、握持部材２０２のうちの１つまたはそれを上回るものと係合されてもよい。アクチュエータは、握持部材２０２のうちの１つまたはそれを上回るものを回転させるように動作し得る。例えば、ローラは、アクチュエータによって縦軸を中心として回転されてもよい。１つまたはそれを上回る握持部材２０２の回転に応じて、注射器１００もまた、事前判定された軸１０２を中心として回転されてもよい。これは、注射器１００が事前判定された軸１０２に対して異なる回転配向に配置されることを可能にし得る。
【００５８】
図１０Ａ−１０Ｃをさらに参照すると、図１１の切断線Ａ−Ａに沿って得られた注射器１００の断面図が、図１０Ａ−１０Ｃの上部分に示されている。理解され得るように、目盛付きマーク１３０は、注射器本体１１０の暗い部分として、注射器１００の注射器本体１１０に沿って表される。図１０Ａでは、目盛付きマーク１３０は、光学センサ１６０から外方を向いてもよい。この点に関して、図１０Ａの注射器１００の測定領域データ１７６の周波数ドメイン表現の周波数ドメインプロット１７８は、いかなる優勢周波数も有していない場合がある。すなわち、閾値振幅２０４が確立されてもよい。振幅閾値２０４は、事前判定された値であってもよい。例えば、振幅閾値２０４は、注射器１００の直径および／または測定領域データ１７６内のピクセルの最大値に基づく、事前判定された値であってもよい。
【００５９】
任意の点に関して、固定具２００は、図２に示されるようにコントローラ２０６と動作可能に通信し得る。処理モジュール２５０は、事前判定された軸１０２を中心とした注射器１００の回転を開始するようにコントローラ２０６に命令してもよい。実施形態では、握持部材２０２によって付与される注射器１００の回転の速度は、注射器１００の直径に基づいてもよい。直径１００は、既知であり得る（例えば、ユーザもしくは別のシステムによって提供される）、または測定されてもよい。そして、アクチュエータは、注射器１００の回転を開始し、上記で説明されるような異なる回転配向まで注射器を移動させるように、握持部材２０２のうちの１つまたはそれを上回るものを駆動してもよい。
【００６０】
注射器１００のそのような回転中に、処理モジュール２５０は、注射器１００について求められる測定領域データ１７６の周波数ドメイン表現１７８を判定し続けるように動作し得る。図１０Ｂで理解され得るように、注射器１００は、目盛付きマーク１３０の一部が光学センサ１６０の視野１６２内に出現し得るように、第２の回転配向にあってもよい。故に、周波数ドメインプロット１７８は、ある周波数情報を示してもよい。しかしながら、周波数ドメインプロット１７８で表される周波数のうちのいずれも、閾値振幅２０４を超えなくてもよい。故に、コントローラ２０６は、注射器１００の回転を継続するように、アクチュエータを制御し続けてもよい。
【００６１】
具体的には、コントローラ２０６は、周波数ドメインプロット１７８内の周波数の振幅が図１０Ｃに示されるように振幅閾値２０４を超えるまで、注射器１００を回転させ続けてもよい。いったん振幅閾値２０４が周波数ドメインプロット１７８内の周波数によって超えられると、コントローラ２０６は、注射器１００の回転を中断してもよい。振幅閾値２０４を超える周波数の振幅は、正確な測定が処理モジュール２５０によって行われ得るように、目盛付きマーク１３０が十分に視野１６２内にあることを示してもよい。そして、処理モジュール２５０は、説明されるＦＦＴ処理を使用して、上記で説明されるような目盛付きマーク１３０のピッチの測定を進め続けてもよい。実施形態では、振幅閾値２０４を超える所与の周波数の後続のインスタンスは、注射器１００を停止させるようにコントローラ２０６をトリガすることを要求され得る。例えば、（例えば、テキストもしくは同等物に対応する）注射器１００上の規則的または半規則的マーキングは、周波数ドメインプロット１７８内で周波数情報を生成してもよい。測定領域データ１７６の隣接インスタンスが、振幅閾値２０４を超える周波数に関して一致することを確実にすることによって、測定されているマークが注射器１００の目盛付きマーク１３０ではない可能性を低減させ得る。
【００６２】
図２に戻って参照すると、体積判定モジュール２６２もまた、提供されてもよい。体積判定モジュール２６２は、目盛付きマーク１３０のピッチ長に関して、所与の注射器１００のための情報を受信してもよい。そして、体積判定モジュール２６２は、複数の目盛付きマーク１３０のピッチに基づいて、１つの目盛付きマーク１３０あたりの注射器１００の体積を計算するように動作し得る。体積判定モジュール２６２は、注射器１００の直径に基づいて、１つの目盛付きマーク１３０あたりの注射器１００の体積を計算してもよい。注射器１００の直径は、ユーザによって入力されてもよい、または視覚システム１５０もしくは直径情報を体積判定モジュール２６２に提供する他の装置によって別様に測定されてもよい。
【００６３】
任意の点に関して、体積判定モジュール２６２は、複数の標準体積値を記憶してもよい。例えば、注射器１００の所与の目盛付きマーク１３０の標準体積値は、０．０１ｍＬ、０．１ｍＬ、０．２ｍＬ、０．５ｍＬ、１ｍＬ、またはある他の標準体積を備えてもよい。体積判定モジュール２６２は、計算された体積が最も密接に近似しているのが標準体積のうちのいずれであるかを判定するように、体積判定モジュール２６２に記憶される１つの目盛付きマーク１３０あたりの計算された体積を標準体積と比較してもよい。例えば、計算された体積が０．１１ｍＬである場合、体積判定モジュール２６２は、０．１ｍＬが計算された体積に最も近い標準体積であると見なし得る。
【００６４】
そして、いったん１つの目盛付きマーク１３０あたりの標準体積が把握されると、体積判定モジュール２６２はまた、所与の注文が注射器１００の中に充填されるために、注射器プランジャ１１２の直線進行を計算してもよい。この点に関して、体積判定モジュール２６２は、１つの目盛付きマーク１３０あたりの標準体積で注文された体積を除算してもよい。これは、プランジャ１１２が注文された体積のための注射器の適切な目盛付きマーク１３０と整合するように、プランジャ１１２が進行するものである目盛付きマークの数を提供してもよい。そして、この目盛付きマーク１３０の数は、注文された体積のための適切な目盛付きマーク１３０まで注射器を充填するためにプランジャ１１２が受ける直線進行の距離を計算するために、注射器のピッチ長で乗算されてもよい。
【００６５】
体積判定モジュール２６２はさらに、要求される直線進行の距離を注射器１００の測定された長さと比較することによって、充填に先立って本量を検証してもよい。注射器１００の測定された長さは、ユーザによって入力されてもよい、および／またはシステム１５０の中で、もしくは視覚システム１５０と動作可能に通信する別のシステムによって、別様に測定されてもよい。注文のために要求されるプランジャ１１２の直線進行の距離が注射器１００の長さを超える場合、誤差が返されてもよく、注射器１００が視覚システム１５０から破棄または拒否されてもよい。プランジャ１１２の直線進行の距離が注射器１００の長さを超えない場合、体積判定モジュール２６２および／または処理モジュール２５０は、直線進行の距離を注射器充填器のための充填システムに出力してもよい。この点に関して、注射器１００は、プランジャ１１２が命令された体積に対応する目盛付きマーク１３０と整合され得るように、所与の距離でプランジャ１１２を後退させることによって充填されてもよい。
【００６６】
図１２をさらに参照すると、注射器上の複数の目盛付きマークのピッチの測定のための方法４００の実施形態が描写されている。方法４００は、視覚システムの光学センサを使用して、較正データを取得するステップ４０２によって開始してもよい。図１３を参照すると、取得するステップ４０２は、撮像位置に第１の較正パターンを位置付けるステップ４２２を含んでもよい。取得するステップ４０２はさらに、第１の較正パターンの測定領域データを生成するステップ４２４と、離散フーリエ変換を第１の較正パターンデータに適用するステップ４２６とを含んでもよい。そして、取得するステップ４０２は、離散フーリエ変換から第１の較正パターンデータの基本周波数を識別するステップ４２８を含んでもよい。取得するステップ４０２はまた、撮像位置に第２の較正パターンを位置付けるステップ４３０を含んでもよい。取得するステップ４０２は、そして、第２の較正パターンの測定領域データを生成するステップ４３２と、離散フーリエ変換を第２の較正パターンデータに適用するステップ４３４とを含んでもよい。そして、取得するステップ４０２は、第２の較正パターンデータの基本周波数を識別するステップ４３６を含んでもよい。最終的に、取得するステップ４０２は、方法４００で以降に使用するために、メモリの中に第１および第２の較正パターンの第１ならびに第２の基本周波数を記憶するステップ４３８を含んでもよい。
【００６７】
図１２に戻って、方法４００はまた、注射器が光学センサに対して撮像位置に配置されるように、注射器に係合するステップ４０４を含んでもよい。方法４００は、光学センサに対して注射器を配向するステップ４０６を含んでもよい。図１４は、配向するステップ４０６の実施形態の詳細を描写する。具体的には、配向するステップ４０６は、注射器を握持部材と係合させるステップ４４２を含んでもよい。配向するステップ４０６はさらに、回転を握持部材に付与することが可能なアクチュエータの作動によって、注射器を回転させるステップ４４４を含んでもよい。回転４４４中に、測定領域データの離散フーリエ変換が生成されてもよい４４６。離散フーリエ変換が事前判定された振幅閾値を上回る周波数を有するかどうかが判定されてもよい４４８。離散フーリエ変換が振幅閾値を上回る周波数を含まない場合、配向するステップ４０６は、注射器を回転させるステップ４４４と、生成するステップ４４６および判定するステップ４４８を繰り返すステップとによって、継続してもよい。離散フーリエ変換が振幅閾値を上回る周波数を含むことが判定される４４８場合、配向するステップ４０６は、注射器の回転を中止するステップ４５０によって続行してもよい。
【００６８】
図１２に戻って、光学センサに対して注射器を配向するステップ４０６の後、方法４００は、注射器の測定領域データを捕捉するステップ４０８を含んでもよい。方法４００はまた、測定領域データに対応する窓化信号を生成するように、窓関数を測定領域データに適用するステップ４１０を含んでもよい。窓化信号は、測定領域データの周波数ドメイン表現を生成する４１２ために使用されてもよい。例えば、これは、離散フーリエ変換を窓化測定領域データに適用するステップを含んでもよい。離散フーリエ変換が使用され得るため、方法４００は、離散フーリエ変換データ点の補間を使用して、測定領域データの離散フーリエ変換の基本周波数を判定するステップ４１４を含んでもよい。補間を使用して基本周波数を判定するステップ４１４の後、方法４００は、前もって取得された４０２較正データに基づいて、較正機能４１６を適用するステップ４１６を含んでもよい。較正機能の適用４１６の結果として、方法４００は、較正機能４１８の出力に基づいてピッチを判定するステップ４１８を含んでもよい。
【００６９】
図１５および１６は、異なる注射器１００ａならびに１００ｂの２つの実施例のピッチを判定するための本明細書に説明される技法の適用の２つの実施例を描写する。図１５では、第１の注射器１００ａは、複数の目盛付きマーク１３０が測定領域１６６内に出現するように示されている。そして、測定領域１６６に対応する測定領域データ１７６を描写する（例えば、測定領域１６６内の複数のピクセル行の平均）プロット１７６が示されている。測定領域データ１６６は、周波数ドメインプロット１７８で表されるように、周波数ドメインに変換されてもよい。故に、第１の注射器１００ａの基本周波数１８０が判定され、第１の注射器１００ａのための１．７９ｍｍのピッチに到達するために（例えば、補間、窓化、および較正を含む、上記で概説されるアプローチを使用して）利用されてもよい。
【００７０】
図１６は、第２の注射器１００ｂを描写する。理解され得るように、第２の注射器１００ｂは、第１の注射器１００ａよりも小さい直径と、注射器１００ａに対して注射器１００ｂのための目盛付きマーク１３０のより細かいピッチとを有する。第２の注射器１００ｂのための測定領域データ１７６は、測定領域１６６から求められてもよい。周波数ドメイン表現が、第２の注射器１００ｂのための周波数ドメインプロット１７８で描写されている。そして、基本周波数１８０が、第２の注射器１００ｂについて判定されてもよい。理解され得るように、第２の注射器１００ｂの基本周波数１８０は、第１の注射器１００ａのものよりも比較的高い。そして、第２の注射器１００ｂのピッチは、（例えば、補間、窓化、および較正を含む、上記で概説されるアプローチを使用して）０．５８ｍｍであると判定されてもよい。この点に関して、基本周波数とピッチサイズとの間の対応が、異なるサイズの注射器１００ａおよび１００ｂについて理解されてもよい。
【００７１】
図１５および１６に示される実施例から描写されるように、本明細書に説明される注射器の複数の目盛付きマークのためのピッチを判定するための技法が、異なる特性を有する種々の異なる注射器に利用されてもよい。したがって、本方法は、異なるタイプ、異なる構造、異なる製造業者、または他の変形例の注射器が全て、本明細書に説明される技法を使用して測定され得るように、適用可能であり得る。すなわち、本明細書に説明される視覚システムは、注射器の詳細にかかわらず動作し得る。したがって、視覚システムは、注射器と関連付けられるサイズ、タイプ、構成、製造業者、または他の変形例にかかわらず、任意の所与の注射器のためのピッチを測定することが可能であり得る。
【００７２】
本発明は、図面および前述の説明において詳細に図示ならびに説明されているが、そのような例証および説明は、性質が制限的ではなく例示的と見なされるものである。例えば、本明細書の上記に説明されるある実施形態は、他の説明される実施形態と組み合わせ可能であり得る、および／または他の方法で配列されてもよい（例えば、プロセス要素が他の順序で実施されてもよい）。故に、好ましい実施形態およびその変異形のみが示され、説明されており、本発明の精神内に入る全ての変更および修正は、保護されることが所望されているということが理解されるはずである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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